Rankine Scale ciò che è, conversioni, esempi

Spieghiamo qual è la scala di Rankine e la sua storia. Inoltre, forniamo esempi di conversioni a Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Qual è la scala Rankine?

IL Rankine Scale È una scala di temperatura termodinamica assoluta in cui tutti i suoi valori sono positivi, poiché vengono riferiti a zero assoluto; La temperatura teorica più bassa che un corpo può raggiungere, ma che sperimentalmente e termodinamicamente è impossibile da ottenere.

Fu proposto nel 1859 dall'ingegnere scozzese William John MacQuorn Rankine (Image inferiore), undici anni dopo che William Thomson (Lord Kelvin, 1848) pubblicò la sua scala di temperatura assoluta basata sui gradi Celsius, ° C, ° C.

Lo zero assoluto sulla scala Kelvin ha un valore di -273,15 ºC. Il resto delle temperature di questa scala è ottenuto aggiungendo 273,15 al valore delle temperature in gradi Celsius (o meglio noto come Celsius).

La scala Rankine è correlata ai gradi Fahrenheit. Pertanto, il valore zero assoluto per questa scala è espresso in gradi Fahrenheit; Questo è -459,67 ºf. Pertanto, per ottenere le altre temperature, è sufficiente aggiungere 459,67 al valore delle temperature (° r = ° F + 459,67).

I voti Rankine sono stati utilizzati in attività di ingegneria negli Stati Uniti e in Inghilterra. Tuttavia, oggi il suo uso si è praticamente estinto.

Rankine e altre scale di temperatura

Centigrado

Andrés Celsius pubblicò la sua scala nel 1742, indicando la temperatura di ebollizione dell'acqua come 0 ºC e la sua temperatura di congelamento di 100 ºC. Ma Jean-Pierre Christin (1743) e Carlos Linneo (1745), hanno messo la scala di temperatura al contrario, come è attualmente noto.

Fahrenheit

La scala di Fahrenheit fu proposta da Daniel Gabriel Fahrenheit nel 1724. La scala stabilisce una temperatura di 32 ºF come congelamento dell'acqua e la temperatura di ebollizione dell'acqua 212 ºF.

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Fahrenheit ha detto che una miscela di acqua, ghiaccio e un sale di ammonio aveva una temperatura di 0 ºF; Mentre una miscela di acqua e ghiaccio, aveva una temperatura di 32 ºF.

Rankine

I voti di Rankine di solito si esprimono anche come ° r o semplicemente come unità r. Tuttavia, per i gradi di Kelvin, in realtà viene di solito indicato solo come Kelvin e K e No ° K sono scritti.

Anche il National Institute of Standards and Tenologia raccomanda di non utilizzare il simbolo di laurea quando si utilizza la scala di temperatura Rankine nelle pubblicazioni NIST.

Il trasferimento di calore per radiazione, la variazione dell'entropia, l'efficienza termica del motore termico Carnot e il coefficiente di resa della pompa di calore, richiedono l'uso della temperatura assoluta in gradi Rankine quando si lavora presso il sistema di ingegneria americana.

In alcuni campi di ingegneria degli Stati Uniti misurano la temperatura termodinamica usando la scala di temperatura di Rankine; Tuttavia, in tutto il mondo scientifico la temperatura termodinamica viene misurata usando la scala Kelvin.

Anche, è stato sottolineato che la scala di temperatura di Rankine viene utilizzata principalmente per la sua relazione con la scala di temperatura Fahrenheit.

Lo zero assoluto

Le temperature di Kelvin e Rankine le scale hanno come punto di partenza lo zero assoluto. Ma ciò che è zero sbalorditivo?

Lo zero assoluto è la temperatura più bassa che può essere raggiunta. Si dice che l'energia interna del sistema raggiunga il suo livello più basso, privo delle particelle di movimento; Tutte le sue vibrazioni e gli spostamenti sarebbero congelati.

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Secondo la terza legge della termodinamica, lo zero assoluto è un limite irraggiungibile.

La temperatura più vicina allo zero assoluto è 5 ∙ 10^-10 K sopra lo zero assoluto, ottenuto in un laboratorio del MIT nel 2003, raffreddando un gas in un campo magnetico.

William John MacQUORN RANKINE

Che era William John MacQUORN RANKINE (1820-1872)? Era uno dei pionieri nello studio della termodinamica. Ha sviluppato una teoria completa sul motore a vapore e sui motori termici, nonché sull'energia termica.

Nato a Edimburgo, Rankine è stata educata all'Università di quella città. Ha lavorato come ingegnere civile e ha pubblicato articoli su questioni pratiche ingegneristiche e poi sulla fisica molecolare, nonché la termodinamica.

Nel 1855 fu nominato presidente del presidente dell'ingegneria civile e meccanica dell'Università di Glasgow.

Ha scritto più di 150 articoli scientifici e manuali, nonché libri per l'uso dei suoi studenti. Fu scelto un membro della Royal Society nel 1853 e fu il primo presidente dell'istituzione degli ingegneri della Scozia.

Oltre alla sua immensa attività scientifica e accademica, Rankine era molto affezionata alla musica, sia come performer che come compositore. Così, compose una canzone chiamata "The Three Foot Rule", dove difende la tradizione britannica delle sue misure minacciate dall'invasione del sistema centesimale.

Conversione delle temperature in scala di Rankine

Da Rankine a Celsius, Fahrenheit e Kelvin

A Celsius

[º C] = ([ºR] - 491.67) ∙ 5/9

Il valore 491,67 è pari a 459,67 (zero assoluto di Rankine) più il 32 ºF (temperatura di congelamento dell'acqua). E 5/9 è un fattore di conversione di gradi Celsius a gradi Rankine o Fahrenheit; Poiché, in queste scale di temperatura, 100 ºC sono equivalenti a 180 ° R o ºF.

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A Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

A Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Da Celsius, Fahrenheit e Kelvin a Rankine

-[ºR] = ([ºC] + 273.15) ∙ 9/5

Il valore 273.15 è lo zero assoluto sulla scala della temperatura di Kelvin. E 9/5 è un fattore di conversione, poiché 180 ºF o ºR è uguale a 100 ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºr] = [k] ∙ 9/5

Esempi di confronto di varie temperature con scale diverse

Zero Assoluto

-Kelvin 0 (per definizione).

-Celsius -273.15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ºF.

-Rankine 0 ºR (per definizione).

Punto per la colazione

(Punto zero della scala Fahrenheit)

-Kelvin: 255.37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Punto di congelamento dell'acqua

-Kelvin: 273.15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32 ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Tripla acqua

-Kelvin: 273.16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32.018 ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Punto di ebollizione dell'acqua

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99.9839 ºC.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Temperatura corporea umana

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

Riferimenti

1. I quattro tipi di scale di temperatura. Scientifico. Recuperato da: scientifici.com
2. Fahrenheit a Rankine. Converti metrici. Recuperato da: conversioni metriche.org